いつか—おそらく今から数十億年後—私たちの太陽は死ぬでしょう。 しかし、太陽の長寿命の終わりに正確に何が起こるかは、長い間議論の余地がありました。 Nature誌の研究で報告された新しい観察結果は、太陽を含むほとんどの星が、地球の大きさの巨大な宇宙結晶に変わり、太陽系がかつてあった場所をマークする可能性があることを明らかにしています。
この発見は、欧州宇宙機関のガイア宇宙望遠鏡から来ています。ガイア宇宙望遠鏡は、地球の約300光年以内に白色European星として知られる15, 000個の星の残骸の色と明るさを詳しく調べました。 50年前、天文学者は、白色white星の寿命の終わりに、液体から固体に移行して結晶化するのに十分なほど冷えると最初に予測しましたが、証拠はありませんでした。 この新しい研究は、星の残骸が実際に宇宙のディスコボールにクールダウンするという最初の観測的証拠を与えます。
実際、主著者であり天文学者であるワーウィック大学のピア・エマニュエル・トランブレイは、 ロサンゼルス・タイムズのデボラ・ネットバーンに、既知の宇宙の大多数の星が最終的に結晶化すると語っています。
「今から数百億年後、宇宙の大部分は高密度の結晶球でできているでしょう」と彼は言います。 「将来、これらのオブジェクトは完全に支配的になります。」
それで、白色d星とは何ですか？ 基本的に、それはスターの人生の最終段階の1つです。 中型の星は、過熱された核の中で水素をヘリウムに融合することにより、その存在に燃料を供給します。 これらの核反応から放出されるエネルギーと圧力は、熱と外向きの圧力を発生させ、星を安定に保ちます。 しかし、最終的には、太陽の質量の約8倍未満の質量を持つものとして定義される中小の星は、ほとんどの水素をヘリウムに変換します。 それらの反応からの圧力は、星のコアからの重力を克服することはできません。 星はそれ自体で崩壊し始め、再び加熱を開始し、コアの外側にある最後の残りの水素を燃焼シェルで融合し始めます。これにより、星は巨大な赤い巨星に膨張します。 それは、ヘリウムのコアをより重い元素の酸素と炭素に融合するのに十分に熱くなります。 その後、それはその外側の層を吹き飛ばし、残っているのは白いd星、または数十億年かけてゆっくりと冷える星の使い古された核です。
Netburnによると、白色d星が時間の経過とともに単純に冷やされ、結晶にならなかった場合、星は色が変わり、滑らかで予測可能な経路で明るさを失い、冷却すると青からオレンジ、赤に変わります。
しかし、ガイアの望遠鏡のデータは、多くの白色d星がその予測可能な経路をたどり、代わりにエネルギーを放出する代わりに、何百万年、時には何十億年も冷却を停止したことを示しました。 最も合理的な説明は、その期間中に白色war星が結晶化し、エネルギーを放出するプロセスであるということです。
「特定の色と光度の白色war星が山積みになっていて、それ以外の点では進化の観点からは結びついていませんでした」とピア・エマニュエルはプレスリリースで述べています。 「これは白色war星の明確な個体群ではないが、50年前に予測された冷却と結晶化の影響であることに気付きました。」
一部の研究者は、白色d星が結晶化した場合、プロセスによって放出されるエネルギーは天文学者が検出するには小さすぎると信じていました。 しかし、そうではなく、プロセス中に放出されるエネルギーは予測の上限になります。 別のプレスリリースでは、トレンブレイは、おそらく小人の構成に関係していると言います。
「凝固時の熱放出の証拠があるだけでなく、観察を説明するためにかなり多くのエネルギー放出が必要です。 これは、酸素が最初に結晶化してからコアに沈むためであると考えています。これは、地球上の川床での堆積に似たプロセスです」と彼は言います。 「これにより炭素が押し上げられ、その分離により重力エネルギーが放出されます。」
これらの星が結晶球になることを知ることは非常に興味深いですが、天文学者にとって実用的な影響があります。 白色d星は一定の速度で冷却することが知られているため、しばしば星団の年代測定に使用されます。 しかし、白色d星が結晶化する速度はその質量に依存し、10億年後に大きな星が結晶化プロセスを通過し、小さな星は結晶化を開始するのに数十億年かかることがあります。 研究者たちは、これらの星を使用して星団をより良い日付にするには、これらの星がどのように結晶化するかについてより良いモデルを作成する必要があると言います。
太陽が巨大なアストロシャンデリアに変わるまで、地球にはまだ時間があります。 燃料が燃えて白色white星になるまでに約50億年かかり、冷却して結晶化するにはさらに50億年かかると推定されています。
